CN201926543U - 一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，它由两块带有气孔的压紧夹板、膜电极、紧固螺栓和密封圈构成。其特征是在固定板和膜电极的一侧给气加压，从另一侧通过流量计来定量检测由膜电极漏过的气体。可以用氢气、空气氮气等不同的气体做检验用气，可以根据膜电极的不同型号选择不同的检漏装置。本实用新型具有操作简便，结构简单等特点。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，特别是涉及一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置。
背景技术：
21世纪不可再生资源日趋枯竭，各国均面临不同程度的能源危机，以及使用传统能源所带来的环境污染。寻找可替代传统化石能源的新型可再生能源成为当前的主要出路，发展清洁、高效、可持续发展的新能源动力技术已成为十分紧迫的任务，其中最受关注的就是风能，太阳能，氢能的利用。
质子交换膜燃料电池是以氢气作为燃料及氧气或空气作为氧化剂，将电化学反应的化学能直接转化为电能，其产物为水，清洁无污染。其核心部件膜电极(MEA)通常由气体扩散层、催化层和质子交换膜通过热压工艺制备而成，质子交换膜、催化剂、碳纸等关键材料对质子交换膜燃料电池的电性能起到决定性的作用。膜电极的工作原理为：氢气通过管道或导气板到达阳极，在阳极催化剂的作用下，氢气发生氧化，释放出电子。氢离子穿过电解质到达阴极，而在电池的另一端，氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极，同时，电子通过外电路也到达阴极。在阴极侧，氧气与氢离子和电子在阴极催化剂的作用下反应生成水。与此同时，电子在外电路的连接下形成电流，可以向负载输出电能。
三合一的膜电极是质子交换膜燃料电池核心部件，其质量的好坏是决定整个燃料电池的关键，膜电极除了传递反应中产生的质子外，还不能让两侧的燃料氢气和氧化剂氧气通过膜电极本身互相渗透，若有相互渗漏而混合，则可能会发生燃烧或爆炸。因而也就意味着膜电极不能有任何漏气情况。所以检验膜电极是否漏气是对膜电极质量和质子交换膜燃料电池的安全运行是一个非常重要的环节。
由于膜电极材料的特殊性，目前普遍采用的检漏装置，有的操作繁琐浪费时间，有的还需要进行抽真空处理，有的不能确定膜电极的漏气速率。
因此需要一种方便操作、不需抽真空，且容易实现对不同规格及批量化生产检测的一种新型检漏装置。
发明内容：
为了实现对膜电极的质量把关，检测其是否漏气，本实用新型提供了一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，可以实现对不同规格的膜电极进行漏气测试。其结构合理，生产成本低，生产工艺简单，操作方便快捷，能够实现批量化生产的检测要求。
为实现上述目的，采用如下设计方案：
一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，其特征在于：由两块带有气孔的压紧夹板，膜电极，紧固螺栓，密封圈构成。其中所述的压紧夹板上面包括气体密封槽、定位孔定位销、螺栓孔、气孔、进气孔和出气孔。
为了保障检测过程中达到良好的密封效果，夹板上面的密封槽配合密封圈对需要检漏的膜电极进行密封，密封圈和密封槽密切配合，密封槽加工深度0～1.5mm，误差在0～0.1mm之间。且在密封圈以内的位置是一个平滑的平面，考虑到碳纸本身疏松多孔的特性，可以使气体分布的更均匀，更有利于膜电极的检漏。待检的膜电极通过定位孔定位销进行定位固定在两块夹板之间，并且利用定位孔和定位销，使得两块夹板能够更准确的定位。检漏装置的两块压紧夹板采用用紧固螺栓进行紧固，紧固用力要适中，既不能过小，也不能过大。过小，装置外漏，导致检漏结果失真；过大，破坏膜电极的外观结构，导致膜电极性能下降。
气体从该检漏装置压紧夹板一侧的进气孔给气加压，同时在压紧板另一侧的出气孔处连接上一个气体流量计或U型连通器，以便于检测是否有气体逸出和膜电极的漏气率，从而判断待检测的膜电极是否发生了气体的穿透而产生漏气。可使用氢气、空气、氮气气源进行检测。其中进气孔和出气孔按不对称相对位置放置，呈现不在同一侧的不对称的相对结构，在检测过程中气体可采取下进上出的进气方式，也可采取上进下出的进气方式，以保证更好的检漏效果。
附图说明：
图1是质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置图
图2是质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置侧面图
1.定位孔定位销 2.螺栓孔 3.气孔 4.进气孔 5.密封槽
6.出气孔 7.密封圈平滑平面 8.紧固螺栓 9.膜电极 10.密封圈
具体实施方式：
结合图1和图2对本实用新型进行详细说明。
实施例：
首先把需要检测的膜电极(9)放入压紧夹板(A和B)内，并利用定位孔定位销(1)对三者进行准确定位，及用紧固螺栓(8)通过螺栓孔(2)来起到紧固固定的作用，在固定的过程中利用力矩可调的扭力扳手进行力度适中的调节，以保障检漏结果准确无误，并且遵循进气孔(4)和出气孔(6)呈Z字型不在同一侧的不对称的相对结构原则放置。待准备工作完成之后，接通空气作为供气源，使得气体从进气孔(4)进入检测装置，在另一侧把气体流量计连接在出气孔(6)，以观察其变化即可发现膜电极是否漏气，如果漏气可检测其漏气率。
Claims (7)
1.一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，其特征是：由两块带有气孔的压紧夹板(A和B)和膜电极(9)、紧固螺栓(8)和密封圈(10)构成，通过检漏装置一侧的进气孔给气加压，从另一侧的出气孔连接气体流量计或U型连通器来定量检测膜电极是否发生了气体的穿透而产生漏气。
2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，其特征是：压紧夹板(A和B)上面包括气体密封槽(5)、定位孔定位销(1)、螺栓孔(2)、气孔(3)、进气孔(4)和出气孔(6)，气体从进气孔(4)进入，然后从出气孔(6)逸出。
3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，其特征是：压紧夹板(A和B)的进气孔(4)和出气孔(6)要按不对称相对位置放置，呈现不在同一侧的不对称的相对结构，气体可采用下进上出进气方式，也可采用上进下出的进气方式。
4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，其特征是：压紧夹板的出气孔(6)处，连接可以测量膜电极漏气率的气体流量计或U型连通器。
5.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，其特征是：压紧夹板上在密封圈以内的位置是一个利于膜电极检漏的平滑平面(7)。
6.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，其特征是：密封槽(5)加工深度0～1.5mm，误差在0～0.1mm之间，保证密封圈和密封槽密切配合。
7.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置，其特征是：用于进行检漏的气体可以采用氢气、空气、氮气作为气源。
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